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          数据模型
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        <h1 id="数据库原理：数据模型与关系模型"><a href="#数据库原理：数据模型与关系模型" class="headerlink" title="数据库原理：数据模型与关系模型"></a>数据库原理：数据模型与关系模型</h1><h2 id="数据模型"><a href="#数据模型" class="headerlink" title="数据模型"></a>数据模型</h2><p>数据模型是一种模型，它是对现实世界数据特征的抽象。数据模型也是数据库系统的核心和基础。</p>
<h3 id="数据模型分类"><a href="#数据模型分类" class="headerlink" title="数据模型分类"></a>数据模型分类</h3><p>第一类是<strong>概念模型</strong>，第二类是<strong>逻辑模型</strong>和<strong>物理模型</strong>。</p>
<p>第一类概念模型也称信息模型。它是按用户的观点来对数据和信息建模，主要用数据库设计。</p>
<p>第二类中的<strong>逻辑模型</strong>主要包括层次模型、网状模型、关系模型、面向对象数据模型和对象关系数据模型、半结构化数据模型等。它是按计算机系统的观点对数据建模，主要用于数据库管理系统的实现。</p>
<p>第二类中的<strong>物理模型</strong>是对数据最底层的抽象，描述数据在系统内部的表示方式和存取方法，是面向计算机系统的。</p>
<p>物理模型的具体实现是数据库管理系统的任务，数据库设计人员要了解和选择物理模型，最终用户不必考虑物理级的细节。</p>
<h3 id="概念模型"><a href="#概念模型" class="headerlink" title="概念模型"></a>概念模型</h3><p>概念模型是现实世界到机器世界的中间一个层次，概念模型用于信息世界的建模。</p>
<h4 id="信息世界中的基本概念"><a href="#信息世界中的基本概念" class="headerlink" title="信息世界中的基本概念"></a>信息世界中的基本概念</h4><p>信息世界主要涉及以下一些概念：</p>
<ol>
<li>实体：客观存在并可相互区别的事物；</li>
<li>属性：实体所具有的某一特性；</li>
<li>码：唯一标识实体的属性集；</li>
<li>实体型：用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体。例如，学生（学号，姓名，性别，出生年月，所在院系，入学时间）就是一个实体型；</li>
<li>实体集：同一类型实体的集合；</li>
<li>联系：实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。实体之间的联系有<strong>一对一</strong>、<strong>一对多</strong>、<strong>多对多</strong>等多种类型。</li>
</ol>
<h4 id="实体之间的联系类型"><a href="#实体之间的联系类型" class="headerlink" title="实体之间的联系类型"></a>实体之间的联系类型</h4><ol>
<li><strong>一对一联系</strong>表示一个实体集中的一个实体只能关联另一个实体集中的一个实体，而且这两个实体之间是一一对应的。举个例子，假设实体集A表示人，实体集B表示身份证，一对一联系表示一个人只能有一个身份证，而且一个身份证只能对应一个人。在这种情况下，一个人和一个身份证之间是一一对应的关系；</li>
<li><strong>一对多联系</strong>表示一个实体集中的一个实体可以关联另一个实体集中的==多个==实体，但是另一个实体集中的一个实体只能关联该实体集中的==一个==实体；举个例子，假设实体集A表示订单，实体集B表示商品，一对多联系表示一个订单可以包含多个商品，而一个商品只属于一个订单；</li>
<li>多对多联系表示一个实体集中的一个实体可以关联另一个实体集中的==多个==实体，而且另一个实体集中的一个实体也可以关联该实体集中的==多个==实体。举个例子，假设实体集A表示学生，实体集B表示课程，多对多联系表示一个学生可以选修多门课程，而一门课程也可以被多名学生选修。在这种情况下，一个学生和一门课程之间是多对多关系。</li>
</ol>
<h2 id="数据模型的组成要素"><a href="#数据模型的组成要素" class="headerlink" title="数据模型的组成要素"></a>数据模型的组成要素</h2><p>数据模型是严格定义的一组概念的集合，用于描述了系统的静态特性、动态特性和完整性约束条件。数据模型通常由数据结构、数据操作和数据的完整性约束条件三部分组成。</p>
<div class="table-container">
<table>
<thead>
<tr>
<th>组成要素</th>
<th>说明</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td>数据结构</td>
<td>描述数据库的组成对象以及对象之间的联系</td>
</tr>
<tr>
<td>数据操作</td>
<td>指对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行的操作的集合，包括操作及有关的操作规则</td>
</tr>
<tr>
<td>完整性约束条件</td>
<td>是一组完整性规则，给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和依存规则</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<p>简单解释一下这三个组成要素：</p>
<p>数据结构指的是数据库中数据的组织方式，通常采用表格的形式，每个表格包含多个列和多行数据。每个列定义了一个属性，每一行代表一个实例，实例的属性值存储在相应的列中。</p>
<p>数据操作指的是对数据库中数据进行的操作，包括数据的增加、删除、修改和查询等。这些操作可以通过SQL语句来实现，SQL语句可以用于创建表格、插入数据、删除数据、更新数据和查询数据等。</p>
<p>数据的完整性约束条件指的是对数据库中数据进行限制和检查的规则，以确保数据的完整性和一致性。这些规则包括主键约束、外键约束、唯一约束、非空约束等。主键约束用于保证每条记录的唯一性，外键约束用于保证表格间的关系的一致性，唯一约束用于保证某些列的唯一性，非空约束用于保证某些列不允许为空值。</p>
<h2 id="常用的数据模型"><a href="#常用的数据模型" class="headerlink" title="常用的数据模型"></a>常用的数据模型</h2><h3 id="层次模型"><a href="#层次模型" class="headerlink" title="层次模型"></a>层次模型</h3><p>层次模型是数据库中的一种数据组织方式，采用树形结构来表示数据之间的层次关系。在层次模型中，每个节点可以有多个子节点，但是一个节点只能有一个父节点，这种关系被称为“一对多”的层次关系。</p>
<p>例如，一个教师学生层次模型，它有 3 个记录类型，专业是根结点，教师和学生类型是专业的子结点。进行插入操作时，如果没有相应的双亲结点值就不能插入它的子女结点值。进行删除操作时，如果删除双亲结点值，则相应的子女结点值也将被同时删除。</p>
<p><img src="/2023/04/23/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%BA%93%E5%8E%9F%E7%90%86%EF%BC%9A%E6%95%B0%E6%8D%AE%E6%A8%A1%E5%9E%8B/层次模型.png" alt="层次模型示意图"></p>
<p>层次模型的优点主要有：</p>
<ol>
<li>数据结构比较简单清晰；</li>
<li>查询效率高，层次模型中记录之间的联系用有向边表示；</li>
<li>提供了良好的完整性支持。</li>
</ol>
<p>层次模型的缺点主要有：</p>
<ol>
<li>现实世界中很多联系是非层次性的；</li>
<li>对一个结点具有多个双亲结点等情况表示能力有限；</li>
<li>查询子女结点必须通过双亲结点；</li>
<li>结构严密，层次命令趋于程序化。</li>
</ol>
<p>在实际应用中，层次模型常常被用于管理和组织具有固定层次结构的数据，例如组织机构、分类目录等。但是对于具有复杂关系的数据，关系型数据库和其他数据模型可能更为适合。</p>
<h3 id="网状模型"><a href="#网状模型" class="headerlink" title="网状模型"></a>网状模型</h3><p>与层次模型不同，网状模型中的数据之间可以存在多对多的关系，也就是说，一个实体可以与多个实体相连，一个实体也可以由多个实体相连。这种“多对多”的关系使得网状模型更加灵活，能够更好地适应复杂的数据结构和业务需求。</p>
<p>网状模型满足以下两个条件：</p>
<ol>
<li>允许一个以上的结点无双亲；</li>
<li>一个结点可以有多于一个的双亲；</li>
</ol>
<p>例如一个借书网状模型，一个学生可以借多本书，一本书也可以在不同的时间被不同的同学借走，因此这是一个多对多的联系。学生记录的一个值，借书记录可以有多个值和它对应，但是借书记录的一个值只能和一个学生记录值对应。学生和借书之间是一对多关系，书籍和借书之间也是一对多关系。</p>
<p><img src="/2023/04/23/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%BA%93%E5%8E%9F%E7%90%86%EF%BC%9A%E6%95%B0%E6%8D%AE%E6%A8%A1%E5%9E%8B/网状模型.png" alt="网状模型示意图"></p>
<h2 id="关系模型"><a href="#关系模型" class="headerlink" title="关系模型"></a>关系模型</h2><p>关系模型建立在严格的数学概念的基础上，是最重要的一种数据模型。在关系模型中，现实世界的实体以及实体间的各种联系均用单一的结构——关系来表示，每个关系的数据结构是一张规范化的二维表。</p>
<p>简单来说，关系模型将数据组织成二维表格的形式，每个表格包含若干行和若干列，行表示记录，列表示字段。表格中的每一列都有一个名称和一个数据类型，用于描述该列所存储的数据的特征。</p>
<p>关系模型中的表格被称为关系，每个关系都具备以下特征：</p>
<ol>
<li>关系是由行和列组成的二维表格；</li>
<li>表格中的每一列都有一个名称和一个数据类型；</li>
<li>表格中的每一行都包含一条记录，每条记录都由若干个字段组成；</li>
<li>每个关系都有一个主键，用于唯一标识每条记录；</li>
<li>关系之间可以通过外键进行关联。</li>
</ol>
<h3 id="关系模型概念"><a href="#关系模型概念" class="headerlink" title="关系模型概念"></a>关系模型概念</h3><div class="table-container">
<table>
<thead>
<tr>
<th>术语</th>
<th>说明</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td>关系</td>
<td>一个关系对应通常说的一张表</td>
</tr>
<tr>
<td>元组</td>
<td>表中的一行即为一个元组</td>
</tr>
<tr>
<td>属性</td>
<td>表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即属性名</td>
</tr>
<tr>
<td>码</td>
<td>也称为码键。表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组</td>
</tr>
<tr>
<td>域</td>
<td>域是一组具有相同数据类型的值的集合，属性的取值范围来自某个域</td>
</tr>
<tr>
<td>分量</td>
<td>元组中的一个属性值</td>
</tr>
<tr>
<td>关系模式</td>
<td>对关系的描述，一般表示为关系名(属性1, 属性2, ……, 属性n)</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>

    </div>

    
    
    

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                  数据库原理：关系规范化 <i class="fa fa-chevron-right"></i>
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            </div>
          </div>
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  </article>
</div>






</div>
  </main>

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  &copy; 
  <span itemprop="copyrightYear">2023</span>
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    <i class="fa fa-heart"></i>
  </span>
  <span class="author" itemprop="copyrightHolder">鸣蜩十七</span>
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